Siły wewnętrzne
Siły wewnętrzne to oddziaływania występujące pomiędzy elementami układu ciał, które mogą być rozważane jako podzielone na części. Odróżnia się je od sił zewnętrznych, które pochodzą spoza tego układu.
W teorii konstrukcji
W teorii konstrukcji siły wewnętrzne, zwane również siłami przekrojowymi, są wynikiem wzajemnego oddziaływania fragmentów ciała po jego podziale. Zgodnie z III zasadą dynamiki, na przekroje rozdzielonych części ciała działają siły przekrojowe i momenty przekrojowe o przeciwnych zwrotach.
W wytrzymałości materiałów
W kontekście wytrzymałości materiałów, siły wewnętrzne pojawiają się w wyniku działania sił zewnętrznych i są traktowane jako siły bierne. Można je analizować poprzez wybrane przekroje ciała, dla których wprowadza się siły wewnętrzne, tworząc wektory główne i momenty główne. Te siły są przekazywane przez naprężenia działające na powierzchnię przekroju.
Dla elementów prętowych
Siły przekrojowe są kluczowe w obliczeniach konstrukcji prętowych, takich jak belki, kratownice czy ramy. W przypadku elementów prętowych wyróżnia się trzy główne siły wewnętrzne:
- Siła osiowa – prostopadła do przekroju, działająca wzdłuż osi pręta.
- Siła tnąca – styczna do przekroju, działająca poprzecznie do osi pręta.
- Moment zginający – działający względem osi prostopadłej do płaszczyzny ustroju.
W przypadku kratownic redukcja sił przekrojowych ogranicza się do sił osiowych. W przestrzennych ustrojach prętowych wszystkie wielkości wewnętrzne są różne od zera, co obejmuje dodatkowe momenty i siły tnące.
Pojęcie naprężenia
Siły wewnętrzne są istotne dla zrozumienia naprężeń, które są rzeczywistymi wielkościami występującymi w przekrojach prętów. Siły te są wypadkowymi odpowiednich naprężeń zebranych na powierzchni przekroju.
